Порядок выполнения работы. 3.1. Собрать схему трёхкаскадного усилителя без общей обратной связи (рис

3.1. Собрать схему трёхкаскадного усилителя без общей обратной связи (рис. 3.1).

3.2. Произвести наладку режима работы 1 и 3 каскадов. Для этого подключить осциллограф к выходу первого каскада, подать входной сигнал частотой 1000 Гц и, увеличивая его регулятором напряжения U₃, обеспечить с помощью переменного резистора R₅ симметричное ограничение формы выходного сигнала U_вых1 = U₄. Переключить осциллограф на выход 3 каскада, составленного по двухтактной схеме. Уменьшить выходной сигнал U_вых3 = U₈ до уровня 1 В и устранить с помощью переменного резистора R₇ искажение типа «ступенька». Зарисовать форму выходного напряжения с искажениями типа «ограничение» и «ступенька».

3.3. Снять и построить амплитудную характеристику U_вых = f (U_вх) усилителя без и с ОС на частоте входного сигнала 1000 Гц (табл. 3.1). Значения входного напряжения U_вх = U₁ выбирать таким образом, чтобы 5 –6 точек соответствовали линейной части характеристики, а 2 – 3 точки – области нелинейных искажений. Переменные напряжения на входе U_вх и на выходе U_вых усилителя измерять внешним вольтметром относительно общего провода. По экспериментальным данным определить коэффициент усиления K_U = и занести его значения в табл. 3.1.

Таблица 3.1

Uвх, мВ									KU	Схема
экспер.	теор.
Uвых, В											без ОС
Uвых, В											с ОС

 

3.4. Вычислить теоретическое значение общего коэффициента усиления K_U = K_U1 K_U2 K_U3 без ОС. При этом необходимо учесть, что в 1-м каскаде действует местная ОС за счет резистора R_э, в эмиттере транзистора. Когда сопротивление резисторов R_э и R_к соизмеримы, для определения K_U можно использовать выражение:

, где ;

3-й каскад является повторителем и его коэффициент усиления близок к единице: К_U3 » 1.

3.5. Снять и построить амплитудную характеристику усилителя

U_вых = f (U_вх) при наличии общей отрицательной ОС. Для этого включить цепь ОС, повторить измерения и расчёты аналогично пункту 3.3 и занести результаты в табл. 3.1.

3.6. Вычислить теоретический коэффициент усиления при ОС:

, где – коэффициент цепи передачи ОС.

3.7. Снять и построить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) K_U[дБ] = F (f) усилителя без ОС. Для этого подать входной сигнал

U_вх = U₁ = 10 мВ и, изменяя его частоту в пределах от 32 Гц до 64 кГц, измерять выходное напряжение U_вых = U₈ внешним вольтметром (табл. 3.2).

По полученным данным определить K_U[дБ] = 20lgK_U. При построении графика АЧХ наносить частоту f в логарифмическом масштабе.

Таблица 3.2

 

f, кГц

0,032

0,063

0,125

0,25

0,5

Схема

Uвых, В

Без ОС

KU

KU, дБ

Uвых, В

с ОС

KU

KU, дБ

KT 315 Ж

5 мкФ

S2

+E2

KT 3117 А

R15

5,1 к

C5

R12

56 к

10 мкФ

C3

10 мкФ

KT 603 A

R5

16 к

C1

G

KT 3127 А

2,4 к

C4

5,1 к

R17

R14

30 к

0,2 к

R8

VT3

VT4

U7

R16

11 к

R11

R13

VT2

1 к

R10

R9

+ -

20 мкФ

C2

R2

U5

6,2 к

R6

VT1

U4

3 к

R7

68 к

1 к

R4

R1

X3

R3

5 мкФ

U1

Рис. 3.1. Схема для исследования трехкаскадного усилителя

3.8. Снять и построить АЧХ усилителя K_U[дБ] = F (f) с ОС. Для этого включить цепь ОС и провести измерения и расчеты по аналогии с п. 3.7. Результаты занести в табл. 3.2. АЧХ по пункту 3.7 и 3.8 строить совместно на одном графике.

Содержание отчета

1. Таблицы экспериментальных и расчётных данных – 2 шт.

2. Амплитудные характеристики усилителя с ОС и без ОС.

3. АЧХ усилителя без ОС и с ОС, построенное в логарифмическом масштабе на одном графике.

4. Экспериментальная схема.

5. Графики U_вых(t) с искажениями типа «ограничение» и «ступенька».

5. Контрольные вопросы

1. Объяснять назначение всех элементов схемы усилителя.

2. В каком каскаде усилителя возникают и от чего зависят искажения

сигнала типа «ступенька» и «ограничение»?

3. Как определяется общий K_U многокаскадного усилителя?

4. К какому типу по способу включения относится ОС исследуемого усилителя?

5. Как влияет ОС на амплитудную характеристику усилителя и его коэффициент усиления?

6. От чего зависит «завал» АЧХ на низких и высоких частотах?

7. С какой целью используется логарифмический масштаб на графике АЧХ?

8. Как влияет ОС на АЧХ усилителя?

9. Как определить полосу пропускания частот усилителя напряжения?

10. Как отличается КПД усилительного каскада класса A и класса B?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4